阳离子聚丙烯酰胺乳液的制备及其絮凝性能研究

论文摘要

随着我国对水污染治理力度加大,聚丙烯酰胺类药剂消耗量迅速增长。阳离子絮凝剂以其优良的处理效果而被广泛应用。本论文在综合相关文献基础上,以丙烯酰胺（AM）与阳离子单体（2一甲基丙烯酰氧乙基）三甲基氯化铵（DMC）为反应单体,分别以聚（2一甲基丙烯酰氧乙基）三甲基氯化铵（PDMC）、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物为分散稳定剂,在硫酸铵和叔丁醇（TBA）的水溶液中制备了稳定的AM/DMC共聚物乳液。通过单因素实验考察了单体浓度、单体配比、分相介质浓度、引发剂浓度、聚合温度对共聚物分子量和分散相颗粒大小的影响,实验得到的较佳反应条件为:单体浓度8%～15%,阳离子度10%～20%,硫酸铵浓度15%～30%,稳定剂浓度1.5%～3.0%（单体）,稳定剂分子量3×105～10×105,反应温度为18℃-50℃。所得乳液粘度小、稳定性好,单体最终转化率可达到99%以上,共聚物分子量达到320万。利用红外光谱（IR）对所得聚合物的结构进行了表征,表明产物是AM/DMC的共聚产物。用溴化法测定聚合体系反应转化率,通过扫描电镜（SEM）测定考察反应时间对聚合程中聚合物粒径的影响。沉降实验评价絮凝剂絮凝效果。通过测定透光率和沉淀速率来考察pH值、阳离子絮凝剂浓度、阳离子度及絮凝剂分子量等对絮凝效果影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 絮凝剂研究开发的背景及意义
• 1.2 絮凝剂的历史
• 1.3 有机高分子絮凝剂的研究概况
• 1.3.1 合成有机高分子絮凝剂
• 1.3.2 天然高分子改性絮凝剂
• 1.4 高分子絮凝剂的聚合方法
• 1.4.1 丙烯酰胺聚合机理
• 1.4.2 聚合动力学研究
• 1.4.2.1 聚合速率的探讨
• 1.4.2.2 聚丙烯酰胺的分子量控制
• 1.4.3 有机高分子絮凝剂的合成
• 1.5 水体系丙烯酰胺的分散聚合理论
• 1.6 水介质中丙烯酰胺的分散聚合及工艺
• 1.7 分散聚合体系组成
• 1.7.1 单体
• 1.7.2 分散介质
• 1.7.3 分散剂
• 1.7.4 引发剂
• 1.7.5 分散聚合体系的其它组成
• 1.8 高分子絮凝剂絮凝机理及影响絮凝效果的主要因素
• 1.8.1 高分子絮凝剂絮凝机理
• 1.8.2 影响絮凝效果的主要因素
• 1.9 研究内容
• 第二章“水包水”型聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂的制备
• 2.1 实验药品及仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 分散稳定剂（PDMC、PAM∕DMB）的制备
• 2.2.2 AM／DMC 共聚物乳液的合成
• 2.3 PAM 水分散体的性能评价
• 2.3.1 稳定性能的测试
• 2.3.2 单体转化率的测定
• 2.3.3 相对分子质量的测定
• 2.3.4 聚丙烯酰胺（PAM）乳液固含量的测定
• 2.3.5 样品中无机盐的脱除
• 2.3.6 絮凝性能评价
• 2.3.7 透光率测定
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 单体浓度对聚合物相对分子质量的影响
• 2.4.2 分散介质对AM 分散聚合的影响
• 2.4.3 分散剂稳定剂用量对聚合反应的影响
• 2.4.4 分散稳定剂用量对产品粒径影响
• 2.4.5 引发剂对聚合反应的影响
• 2.4.6 尿素添加量对聚合物的影响
• 2.4.7 螯合剂种类对乳液稳定性影响
• 2.4.8 单体转化率与聚合时间的关系
• 2.4.9 反应过程中粒径分布的变化
• 2.4.10 聚合产物的红外光谱图
• 第三章 “水包水”型聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂絮凝效果评价
• 3.1 试剂与仪器
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 稀释污泥
• 3.2.2 絮凝效果测试方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 生产性污泥脱水试验
• 3.3.2 污泥脱水性能评价
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢